REDES OPTICAS
Evolução dos sistemas de          comunicação•   A frequência é uma das maneiras de se distinguir os diferentes    sistema...
Aumento do produto taxa debits vezes distância entre 1850            e 2000.
FIBRA OPTICA•     A fibra óptica permite a transmissão de sinais, com baixasperdas, sobre uma faixa de frequências que é m...
PERDAS• PERDAS NO MATERIAL•PERDAS POR ESPALHAMENTO•PERDA NO GUIA DE ONDA E MICRO-CURVATURAS•EFEITOS LINEARES•DISPERSÃO CRO...
Componentes de um sistemasde comunicação óptica•   TRANSMISSOR•MODULADOR ÓPTICO•RECEPTOR
TRANSMISSOR• O PAPEL DE UM TRANSMISSOR OPTICO É CONVERTER O SINAL DODOMINIO ELETRICO PARA O OPTICO PARA QUE ELE POSSA SERI...
TRANSMISSOR• TIPOS DE FONTES OPTICAS: “LED” E “LASER SEMICONDUTOR”•EMISSÃO DE LUZ PODE OCORRER POR DOIS PROCESSOSFUNDAMENT...
Modulador Óptico•Um dos primeiros passos no projeto de comunicaçãoóptica é decidir como o sinal elétrico será convertidose...
Modulação DiretaA modulação direta de lasers(DML – directlymodulated laser) é a maneira mais fácil de imprimirinformação s...
Modulação Externa•A modulação externa é usada na transmissão dealtas taxas de bits, devido a maior velocidade dechaveament...
RECEPTOR• A função dos receptores ópticos é recuperar os dadosoriginalmente transmitidos por uma fonte luminosa através de...
RECEPTORES POR DETECÇÃODIRETA
RECEPTORES POR DETECÇÃOCOERENTE
RECEPTORES POR DETECÇÃOCOERENTE• Homódino: para o qual a frequência local coincide com afrequência da portadora óptica por...
RECEPTORES POR DETECÇÃOCOERENTE• Homódino: para o qual a frequência local coincide com afrequência da portadora óptica por...
MODULAÇÃO OPTICA•O campo óptico( que pode ser tanto elétrico quantomagnético) de um sinal de luz pode ser descritocomo:•E(...
•Dentro de cada grande grupo há subgruposbaseados nas características de modulaçãoauxiliares, tais como: modulação com mem...
MODULAÇÃO DE INTENSIDADE•A modulação em intensidade é aquela cuja potência dosinal é alterada de forma que representa o sí...
MODULAÇÃO EM          FASE(DIFERENCIAL)•A modulação em fase, como o próprio nomediz, utiliza o chaveamento na fase óptica ...
Componentes para simular a  modulação NRZ-DPSK.
Componentes para simular a   modulação RZ-DPSK.
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  1. 1. REDES OPTICAS
  2. 2. Evolução dos sistemas de comunicação• A frequência é uma das maneiras de se distinguir os diferentes sistemas de comunicação• A capacidade de um sistema de comunicação pode ser medida através do produto taxa de• transmissão vezes a distância do enlace BL, em que B é a taxa de bits e L é a distância entre Repetidores• Primeira Geração de Sistemas Ópticos• Segunda Geração de Sistemas Ópticos
  3. 3. Aumento do produto taxa debits vezes distância entre 1850 e 2000.
  4. 4. FIBRA OPTICA• A fibra óptica permite a transmissão de sinais, com baixasperdas, sobre uma faixa de frequências que é muito maior do que afaixa disponível nos cabos de cobre ou qualquer outro meio detransmissão.• Estrutura:
  5. 5. PERDAS• PERDAS NO MATERIAL•PERDAS POR ESPALHAMENTO•PERDA NO GUIA DE ONDA E MICRO-CURVATURAS•EFEITOS LINEARES•DISPERSÃO CROMATICA•DISPERSÃO POR MODO DE POLARIZAÇÃO•EFEITOS NÃO-LINERARES
  6. 6. Componentes de um sistemasde comunicação óptica• TRANSMISSOR•MODULADOR ÓPTICO•RECEPTOR
  7. 7. TRANSMISSOR• O PAPEL DE UM TRANSMISSOR OPTICO É CONVERTER O SINAL DODOMINIO ELETRICO PARA O OPTICO PARA QUE ELE POSSA SERINSERIDO NA FIBRA.•ESTRUTURA
  8. 8. TRANSMISSOR• TIPOS DE FONTES OPTICAS: “LED” E “LASER SEMICONDUTOR”•EMISSÃO DE LUZ PODE OCORRER POR DOIS PROCESSOSFUNDAMENTAIS: “EMISSÃO ESPONTÂNEA DE LUZ”(OS FOTONS DELUZ SÃO EMITIDOS EM DIREÇÕES ALEATORIAS, SEM RELAÇÃOENTRE SI) E “EMISSÃO ESTIMULADA”(AO CONTRARIO DA EMISSÃOESPONTANEA, ELA OPERA SOB A CONDIÇÃO DE INVERSÃO DEPOPULAÇÃO E É INICIADA COM UM FÓTON JÁ EXISTENTE.)
  9. 9. Modulador Óptico•Um dos primeiros passos no projeto de comunicaçãoóptica é decidir como o sinal elétrico será convertidosem uma sequencia de bits ópticos.•Normalmente a saída de uma fonte óptica émodulada aplicando-se o sinal elétrico oudiretamente na fonte óptica(modulação direta) ou aum modulador externo(modulação externa).
  10. 10. Modulação DiretaA modulação direta de lasers(DML – directlymodulated laser) é a maneira mais fácil de imprimirinformação sobre uma portadora óptica.A informação é modulada sobre a corrente decontrole do laser, resultando num formato demodulação em intensidade binária.
  11. 11. Modulação Externa•A modulação externa é usada na transmissão dealtas taxas de bits, devido a maior velocidade dechaveamento proporcionada por esse tipo demodulação.•Ela pode ser feita através de duas formas: utilizandomoduladores de eletro-absorção e moduladoresMach-Zehnder.Os moduladores de eletro-absorção (EAMs), sãoestruturas de semicondutor pin cujo limiar deabsorção poder ser modulado pela aplicação de umatensão externa, dessa forma alterando o índice derefração do dispositivo•Os moduladores Mach-Zehnder, Mach-Zehndermodulator (MZM), são moduladores externosbaseados no interferômetro Mach-Zehnder, queutiliza o princípio de interferências construtivas edestrutivas entre as fases dos sinais que se propagampor cada braço do modulador.
  12. 12. RECEPTOR• A função dos receptores ópticos é recuperar os dadosoriginalmente transmitidos por uma fonte luminosa através de umsistema de comunicação por fibra óptica. Seus componentesbásicos são: fotodetector, pré-amplificador eletrônico e outroselementos eletrônicos para o processamento do sinal•Tipos de receptores: receptores por detecção direta e receptorespor detecção coerente(homodina e heterodina)
  13. 13. RECEPTORES POR DETECÇÃODIRETA
  14. 14. RECEPTORES POR DETECÇÃOCOERENTE
  15. 15. RECEPTORES POR DETECÇÃOCOERENTE• Homódino: para o qual a frequência local coincide com afrequência da portadora óptica portanto não há translação parauma frequência intermediária.• Heteródino: para o qual a frequência do oscilador local édiferente da frequência da portadora óptica, e a frequênciaintermediaria é da ordem da região de microondas.•Porque detecção coerente em vez detecção direta?•Uma das vantagens de se utilizar detecção coerente é que asensibilidade do receptor pode ser melhorada teoricamente emtorno de 20dB em comparação com os sistemas de detecção direta.•Outra grande vantagem é que essa técnica abre portas para o usode diferentes tipos de modulação do sinal, além da modulação emamplitude.
  16. 16. RECEPTORES POR DETECÇÃOCOERENTE• Homódino: para o qual a frequência local coincide com afrequência da portadora óptica portanto não há translação parauma frequência intermediária.• Heteródino: para o qual a frequência do oscilador local édiferente da frequência da portadora óptica, e a frequênciaintermediaria é da ordem da região de microondas.•Porque detecção coerente em vez detecção direta?•Uma das vantagens de se utilizar detecção coerente é que asensibilidade do receptor pode ser melhorada teoricamente emtorno de 20dB em comparação com os sistemas de detecção direta.•Outra grande vantagem é que essa técnica abre portas para o usode diferentes tipos de modulação do sinal, além da modulação emamplitude.
  17. 17. MODULAÇÃO OPTICA•O campo óptico( que pode ser tanto elétrico quantomagnético) de um sinal de luz pode ser descritocomo:•E(T)=A(T)*cos[w(t)+Q(t)]•Há basicamente quatro características que podemser exploradas para modular esse sinal:amplitude, fase e frequência além da polarização daluz, resultado respectivamente nos seguintesformatos ASK, PSK, FSK e Pol-SK.•Tipos de formatos mais utilizados: os de modulaçãode intensidade e de fase.
  18. 18. •Dentro de cada grande grupo há subgruposbaseados nas características de modulaçãoauxiliares, tais como: modulação com memória ousem memória, modulação com chirp ou sem chirp
  19. 19. MODULAÇÃO DE INTENSIDADE•A modulação em intensidade é aquela cuja potência dosinal é alterada de forma que representa o símbolo a serenviado, no caso dos sistemas de comunicações digitaispode ser representado pela ausência ou presença de luzna fibra.•As modulações OOK é o tipo de modulação maispopular utilizado nas mais diversas aplicações. Isso se dádevido a sua simplicidade e baixos custos deimplementação. Essa modulação possui a vantagem depermitir ao transmissor de ficar ocioso durante atransmissão de um bit “zero”, conservando assimenergia.•Já como desvantagem a possibilidade de surgir um sinalindesejado, durante a transmissão, devido onivelamento incorreto da potência transmitida ouperdas.•Tipos:NRZ, Return-to-Zero (Retorna a Zero) (RZ) 50% eRZ 33%.
  20. 20. MODULAÇÃO EM FASE(DIFERENCIAL)•A modulação em fase, como o próprio nomediz, utiliza o chaveamento na fase óptica paracarregar a informação• Na modulação DPSK, a potência óptica aparece emcada slot de bit. A informação é codificada nosdeslocamentos de fase, 0 ou , entre bits adjacentes.•Ela pode ser dividida em duas formas, de acordocom a Figura 2.1, em NRZ-DPSK e RZ-DPSK. Na NRZ-DPSK a potência óptica ocupa todo o slot do bit, já naRZ-DPSK apenas parte dele
  21. 21. Componentes para simular a modulação NRZ-DPSK.
  22. 22. Componentes para simular a modulação RZ-DPSK.

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